負責(zé)人陳生 PE、PP原材料與加工性能特點
一、PE(聚乙烯)
1．PE的性能PE是塑料中產(chǎn)量*大的一種塑料，特點是質(zhì)軟、無毒、價廉、加工方便，耐化學(xué)性好，不易腐蝕，印刷困難。PE是一種典型的結(jié)晶型高聚物。它的種類多，常用的有LDPE（低密度聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯），為半透明性塑料，強度低，比重為0.94g/cm3(比水小)；很低密度LLDPE樹脂（密度低于0．910g/cc，LLDPE和LDPE的密度都在0．91—0．925之間）。LDPE較軟，（俗稱軟膠）HDPE俗稱硬性軟膠，它比LDPE硬，是半結(jié)晶材料，成型后收縮率較高，在1.5%到4%之間透光性差，結(jié)晶度大，很容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象，當(dāng)溫度高于60℃時很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比LDPE還要好一些。HDPE的高結(jié)晶度導(dǎo)致了它的高密度，抗張力強度，高溫扭曲溫度，粘性以及化學(xué)穩(wěn)定性。 比LDPE有更強的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。對于密度為0.91~ 0.925g/cm3，我們稱之為*類型PE-HD；對于密度為0.926~ 0.94g/cm3，稱之為第二類型HDPE；對于密度為0.94~ 0.965g/cm3，稱之為第三類型HDPE。該材料的流動特性很好，MFR為0.1到28之間。分子量越高，LDPE的流動特性越差，但是有更好的抗沖擊強度。HDPE很容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。HDPE當(dāng)溫度高于60C時很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比LDPE還要好一些。
LDPE是半結(jié)晶材料，成型后收縮率較高，在1.5%到4%之間。 LLDPE（線性低密度聚乙烯）更高的抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。它的優(yōu)異的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性，抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對管材、板材擠塑和所有模塑應(yīng)用都有吸引力。 LLDPE*新的應(yīng)用是作為地膜用于廢 渣填埋和廢液池的襯層。
2．PE的工藝特點PE制件*顯著的特點是成型收縮率大，易產(chǎn)生縮水和變形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工溫度范圍很寬，不易分解（分解溫度為320℃），若壓力大，制件密度高，收縮率較小。PE流動性中等，要嚴格控制加工條件，并保持模溫的恒定（40-60℃）。PE的結(jié)晶程度與成型工藝條件有關(guān)，它有較高的冷固溫度，模溫低，結(jié)晶度就低。在結(jié)晶過程，因收縮的各向異性，造成內(nèi)部應(yīng)力集中，PE制件易出現(xiàn)變形和開裂。產(chǎn)品放在80℃熱水中水浴，可使壓力得到一定的松馳。成型過程中，料溫和模溫偏高一些為宜，注射壓力在保證制件質(zhì)量的前提下應(yīng)量偏低，模具的冷卻特別要求迅速均勻，產(chǎn)品脫模時較燙。HDPE干燥：如果存儲恰當(dāng)則無須干燥。 熔化溫度220~260C。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250C之間。
模具溫度：50~95C。6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對于*優(yōu)的加工周期時間，冷卻腔道直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1.3d之內(nèi)（這里“d”是冷卻腔道的直徑）。 注射壓力：700~1050bar。注射速度：建議使用高速注射。 流道和澆口: 流道直徑在4到7.5mm之間，流道長度應(yīng)盡可能短?？梢允褂酶鞣N類型的澆口，澆口長度不要超過0.75mm。特別適用于使用熱流道模具。 LLDPE的“延伸時柔軟”的特性在吹膜過程中是一個缺點，LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么穩(wěn)定。模口隙距必須加寬以避免由于產(chǎn)生高背壓和熔體斷裂而降低產(chǎn)量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分別是0.024～0.040 in和0.060－0.10in.
3．典型應(yīng)用范圍: LLDPE已滲透到聚乙烯的大多數(shù)傳統(tǒng)市場，包括薄膜、模塑、管材和電線電纜。防滲漏地膜是新開發(fā)的LLDPE市場。地膜，一種大型擠出片材，用作廢渣填埋和廢物池襯墊，防止?jié)B漏或污染周圍地區(qū)。例如生產(chǎn)袋子、垃圾袋、彈性包裝物、工業(yè)用襯套、巾式襯套和購物袋，這些都是利用改進強度和韌性后這種樹脂的優(yōu)點。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占統(tǒng)治地位，因為它有更好的濁度。然而，LLDPE與LDPE的共混物將改進強度。抗穿透性和LDPE薄膜的剛度，而不顯著影響薄膜的透明度。HDPE應(yīng)用范圍：電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。
4、PE(LDPE & HDPE)—聚乙烯塑料主要性能：
LDPE—花料，低密度軟聚乙炔
a. 分子量較低，分子鏈有支鏈，結(jié)晶度較低(55-60%)，故密度小，質(zhì)地柔軟，透明性較HDPE好。
b. 耐沖擊，耐低溫性，但耐熱性及硬度較低。
HDPE，高密度硬聚乙烯。
HDPE結(jié)晶度為85-90%，遠高于LDPE，這決定了它機械強度。
注塑工藝要點：
a. 結(jié)晶性原料，吸濕性小，可不必干燥。
b. 流動性好，流動性對壓力敏感。
c. 收縮率大易變形，翹曲，必須控制模溫，保持冷卻均勻。
d. 成型工藝參數(shù)：
※ LDPE：成型溫度180-240℃,模溫35-62℃，注射壓力：30-90Mpa.
※ HDPE: 成型溫度180-250℃,模溫50-70℃，注射壓力：80-100Mpa.
※ 啤塑PE一般不需高壓，保壓取*壓的30-60%。
e. 模具方面：對有側(cè)凹位的件，一般都可以強行脫模。
共混改性塑料
a. PE+EVA—改善環(huán)境應(yīng)力開裂，機械強度有所下降。
b. PE+PP—提高塑料硬度。
c. PE+PE—不同密度混熔以調(diào)節(jié)柔軟性和硬度。
d. PE+PB(順二丁烯)—提高其回彈性。
二、PP(聚丙烯)
1、PP的性能PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP*輕，密度僅為0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐熱性*好，其熱變形溫度為80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。PP一直是制造纖維的主要原料，這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟條件。PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。 PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。 PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。 由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比HDPE等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
2 . PP 的工藝特點PP在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好，PP在加工上有兩個特點：
其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。?/p>
其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在220~275℃，注意不要超過275℃左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310℃），但高溫下（270-300℃），長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性，改善收縮變形和凹陷。模溫（40~80℃），建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定，宜控制在30-50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時不需干燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到*小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。注射壓力：可大到1800bar。流道和澆口: 對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，*小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；*小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍，PP材料*可以使用熱流道系統(tǒng)。 PP一直是制造纖維的主要原料，這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟條件。
3．典型應(yīng)用范圍: 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風(fēng)管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機和噴水器等）。注塑品是PP均聚物的第二大市場，包括容器、密封器、汽車方面的應(yīng)用、家庭用品、玩具及其它許多消費品和工業(yè)方面的*終用途。
三、塑料基本術(shù)語
1．應(yīng)變 （strain）：物體在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的尺寸與原始尺寸之比，是無因次量。
2．硬度 hardness ：塑料材料對壓印、刮痕的抵抗能力。注：要據(jù)試驗方法不同，有巴氏（Barcol）、布氏（Brielle）硬度、洛氏（Rockwell）硬度、邵氏（Shore）硬度、莫氏（Mohs）硬度、刮痕Scratch硬度和維氏（Vickers）硬度。
3．應(yīng)力（stress） ：作用于物體單位面積上的力，用kgf/cm2（Pa）表示。, 注：若單位面積按原始截面積計算，則所得應(yīng)力為工程應(yīng)力；若單位面積按變形瞬間的截面積計算，則所得應(yīng)力為真應(yīng)力，應(yīng)力有剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力和壓應(yīng)力等區(qū)別。
4．應(yīng)力開裂（stress cracks）：長時間或反復(fù)施加低于塑料力學(xué)性能的應(yīng)力而引起塑料外部或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。注：引起開裂應(yīng)力可以是內(nèi)部應(yīng)力或外部應(yīng)力，也可以是這些應(yīng)力的合力。應(yīng)力開裂的速度隨塑料所處的環(huán)境而變化。
5．應(yīng)力松弛（stress-relaxation）：試樣保持恒定應(yīng)變時應(yīng)力隨時間衰減的現(xiàn)象。
6．應(yīng)力-應(yīng)變曲線（stress-strain curve）：在材料試驗中，以縱坐標(biāo)表示應(yīng)力，橫坐標(biāo)表示應(yīng)變，所作的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
7．熱應(yīng)力（thermostress）：復(fù)合材料經(jīng)受溫度變化時，由于其非均質(zhì)性而發(fā)生相互制約，從而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
8．剪切應(yīng)力（shear strength）：作用于給定平面切向的應(yīng)力或應(yīng)力的分力。
9．內(nèi)應(yīng)力（internal stress）：在沒有外力存在的作用下，材料內(nèi)部由于加工成型不當(dāng)、溫度變化、溶劑作用等原因所產(chǎn)生的應(yīng)力。
10．屈服應(yīng)力（yield point）：在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服點處應(yīng)力。
11．降解（degradation）：由氣候、熱、光、氧、射線等作用引起的大分子鏈斷裂或化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生有害變化反應(yīng)。
12．退火（annealing）：為了消除塑料制品的內(nèi)應(yīng)力或控制結(jié)晶過程，將制品加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈３忠欢〞r間，而后慢慢冷卻的操作。
